大型结构物自动称重过程的计算机控制技术

大型结构物的称重通过多个千斤顶同步顶升实现。大型结构物往往存在柔度大、重量分布不均、支点跨距大的特点。在称重过程中需要进行计算机同步控制,实现结构物的平稳顶升和下降。大型结构物自动称重以工控机为核心,基于现场总线技术,对压力传感器、位移传感器、状态设置开关、油泵换向阀和油管超高压电磁阀等设备进行网络监控,对多个支点同步协调控制和结构物的精确称重,该系统已在多个油气田工程的建造中得到实际应用。     

海洋平台大厚度焊接接头断裂韧度

依据BS7448断裂韧度试验标准(ISO／TC164／SC4-N400)，对采用埋弧焊(SAW)工艺施焊的、板厚为54mm的海洋石油平台大厚度对接接头试样进行了低温裂纹尖端张开位移(CTOD)试验。分别测试了-15℃下单丝和双丝埋弧焊工艺下焊缝金属和热影响区的CTOD值。试验表明，除双丝埋弧焊热影响区试件外，其余试件均满足挪威船级社DNV规定的最小特征CTOD为0．15mm的要求，为指导海洋平台的施工建造提供了科学依据。     

热输入对双相不锈钢管接头力学和腐蚀性能的影响

采用两种焊接工艺对双相不锈钢管道进行全位置焊接，对比研究了不同热输入条件下焊接接头的组织、力学性能和抗腐蚀性能，并用扫描电镜分析了缝隙腐蚀后蚀坑的组织特征。结果表明，焊接热输入是影响焊接接头相比例的一个重要参数，焊接采用高热输入时，尽管会使凝固组织铁素体晶粒易长大，但却会促使较多的奥氏体转变。同时相比例又影响着焊接接头的拉伸、冲击韧度等力学性能。蚀坑扫描电镜结果显示铁素体相优先被腐蚀，露出管状的奥氏体组织，这是由于合金元素在两相中的分配比例不同造成的电化学势差，进而形成局部选择性腐蚀。     

Study on H2S stress corrosion test of welded joint for X65pipeline steel and numerical analysis

The susceptibility of welded joint for the X65 pipeline steel to H2S stress corrosion cracking (SCC) is investigated.SCC tests on the steel are carded out in the environment based on NACE TM-O1-77 solution with saturated gaseous H2S. The threshold stress intensity factor and crack propagation velocity are calculated according to wedge-opening loading (WOL)specimens. The three-dimensional elastic-plastic finite element analysis of WOL specimens is pesformed by using the FEM programming package ANSYS. Stress field and concentration of hydrogen distribution property ahead of the crack tip are obtained. This paper surveyed the microstructure of welded joint and studied on the mechanical properties of X65 pipeline steel.It provides experimental basis for studying stress corrosion. The results of numerical analysis are consistent with conclusions of stress corrosion test.     

双相不锈钢管道全位置焊接残余应力三维有限元数值模拟

以热弹塑理论为基础，利用ANSYS非线性分析有限元程序，对双相不锈钢管道接头环焊缝残余应力进行三维数值模拟。建立了管道全位置焊接瞬态温度场和应力场三维移动热源模型，获得了环焊缝焊接接头轴向和环向残余应力的分布规律：在管道接头内表面的焊缝及近缝区的轴向和环向残余应力均为拉应力，随着离开焊缝距离的增加，由拉应力逐渐过渡为压应力。在管道接头外表面焊缝中心处的轴向残余应力为压应力，而环向残余应力为拉应力。从环向位置上的应力变化规律可以看出正半周和负半周的应力分布具有明显的对称性。研究结果为优化生产工艺，控制残余应力提供了理论依据。     

焊缝非匹配海底管线缺陷在不同标准下的安全评定研究

本研究在给定裂纹尺寸和载荷条件下,根据CTOD(裂纹尖端张开位移)试验结果,先后采用英国标准协会提出的BS7910标准和欧共体提出的结构完整性评定方法SINTAP,针对EH36管线钢焊接接头焊趾处的表面裂纹进行评定。根据拉伸试验结果,建立了管线钢焊接接头的评定曲线。评定结果表明,应用BS7910标准进行评定时,各评定点不在评定曲线定义的范围内,说明该结构不能验收;而使用SINTAP方法评定,各评定点均在评定曲线定义的范围内,此时结构是可以接受的。本次研究充分说明SINTAP在强度不匹配方面要求更加详细,评定结果保守性相应地更低。     

焊缝非匹配海管缺陷的安全评定

在给定裂纹尺寸和载荷条件下，根据CTOD(裂纹尖端张开位移)试验结果，采用英国标准协会提出的BS7910方法，针对EH36管线钢焊接接头焊趾处的表面裂纹进行评定。根据拉伸试验结果，建立了管线钢焊接接头焊缝的一级、二级评定曲线。评定结果表明，不论是采用一级或是二级评定，评定点均不在评定曲线定义的范围内，说明不能验收该结构。     

基于BS 7910海底外输管线ECA评估

依据英国标准BS 7910对海底外输管线API5L X56焊接接头焊趾处表面裂纹进行了ECA(engineering critical assessment)评定.评定根据母材和全焊缝拉伸试验结果建立评定曲线;根据英国标准BS 7448:Part 4采用多试样方法进行了低温断裂韧度试验,建立了焊缝和HAZ的CTOD-R阻力曲线,从而确定了启裂CTOD值δ0.2.在评定计算中取不同水深的应力最大值,分别考虑应力集中和残余应力的影响,针对无错位和最大错位情况,给出了在铺设条件下的容许表面裂纹尺寸.为管线铺设工程中的焊接缺陷验收和拒收提供了依据.     

X65管线钢焊接接头H2S应力腐蚀研究及其有限元数值分析

在X65管线钢H2S应力腐蚀试验的基础上，建立了三维弹塑性有限元模型．通过三维弹塑性有限元的数值分析，得到了裂纹尖端应力场分布和氢浓度的分布特征．通过对X65管线钢焊接接头的显微组织观察和基本力学性能研究，对影响其应力腐蚀影响因素提供了实验依据．并根据楔形张开加载恒位移试样得出了X65管线钢焊接接头的临界应力强度因子KISCC和裂纹扩展速率，其应力腐蚀试验结果在有限元数值分析中得到了验证。     

具有裂纹损伤的海底管道断裂评估及其软件开发

海底管道是海洋石油开发的重要设施之一,对其进行断裂安全评估是非常重要的.介绍结构失效评估图(FAD)技术,并详细介绍BS 79101999规范中3个不同等级的断裂评估方法,以及依据该规范编写的海底管道焊缝修复评估软件系统.采用管道焊缝修复评估软件系统,能够对不同受力状态下的含焊接裂纹管道进行断裂评估,得到管道环向任何位置的极限裂纹长度.